高分子专业《聚合物合成工程》课程教学改革实践

郝晓丽，包维维，袁新强，邓志峰，蒋 鹏，童 婷

(陕西理工大学 材料科学与工程学院，陕西 汉中 723000)

高分子材料是以塑料、橡胶、纤维、胶黏剂、涂料等为代表的一大类新型材料，在人们日常生活生产、军工、医疗、航空航天等多个领域发挥着不可替代的作用。随着新技术、新工艺、新设备不断涌现以及各行各业对高分子产品性能要求的多样化，越来越多的企业迫切需要大量创新能力强、综合素质高的高分子材料专业人才。《聚合物合成工程》课程主要是以高分子行业的三大合成材料塑料、合成橡胶和合成纤维的生产工艺为主要学习内容，利用自由基聚合、离子聚合、配位聚合、缩合聚合等聚合机理，采用本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合等手段，进行各类合成材料的生产，是一门设计能力和实施能力要求高的应用型专业课，通过本门课程的讲授，期望学生具备从事聚合物合成工程必需的基本理论设计技能，为以后的生产和科研工作奠定基础，同时加强对学生创新创业精神的培养。

1 《聚合物合成工程》课程教学中的主要问题

通过资料调研，发现工科专业普遍存在教学方法和考核方式单一的问题[1]。本专业《聚合物合成工程》教学团队在前几年的讲授过程中也发现：以教师为主导的讲述型课堂教学使得学生缺少思考的动力，也无法提高学生对本门课程的兴趣，这必然也降低了教师的授课热情，学生创新能力和设计能力的培养更是无法实现。分析原因如下：(1)本专业学生在高分子化学、高分子物理方面的基础知识薄弱，特别是高分子化学中自由基聚合、离子聚合、配位聚合的机理方面的知识掌握不扎实，导致学习《聚合物合成工程》的难度加大，直接影响其参与课程的主动性和积极性；(2)以教师为主的单一、传统的讲授方式，过于死板，吸引不了学生的注意力和学习兴趣；(3)对聚合物实际生产中的工艺流程了解较少，特别是缺乏去相应的聚合物生产工厂的实地考察，使得学生对聚合物合成的理论知识的学习觉得干巴巴的，提不起兴趣；(4)当时的学生正面临着找工作和考研复习任务，对《聚合物合成工程》课程没有学习的动力和热情。

2 《聚合物合成工程》课程教学改革的主要内容

本文围绕《聚合物合成工程》课堂教学过程中发现的上述问题，结合本校高分子材料与工程专业的特点，改革课程教学的方法与模式，将基于创新能力和设计能力培养为主导，巩固基础知识为前提，采用了小班授课的方式，部分章节采用启发式和案例实例相结合的方式、分小组讨论的方式、学生自主教学的方式、课堂辩论赛等不同的教学形式，努力培养学生自主创新思维及独立分析和解决问题的能力，将被动听讲的“满堂灌”教学模式，转变为教师引导，启发学生思维，培养学生自学能力，引导学生主动参与，激发学生的学习热情，提高授课效率和效果，在探索知识中学习知识的新课堂模式。具体的改革方式如下：

2.1 优化课程内容，注重课程衔接

随着高等教育课程体系改革的深化，专业课程教学学时数的相应减少与当代知识信息迅速增加的矛盾日益加剧，深化教学改革，理顺《聚合物合成工程》与其先修课程的衔接关系，是进一步提高本门课程教学质量的前提。

掌握有机化合物的结构、物化性质和基本反应类型，高分子的分子链结构、凝聚态结构的类型特点和形成机制，高分子化学反应类型、机理及特点，高分子链结构与宏观性能之间的内在关联性，化工生产中的流体输送、热量传递和质量传递过程所涵盖化工单元操作的基本原理、操作特性和设计计算等理论知识，为高分子材料的合成提供必要的理论支撑，也为高分子新材料的合成开发以及工艺设计打下坚实的基础。

以我校2018版培养计划和教学大纲修订为契机，课程组教师通过统筹规划《聚合物合成工程》的教学内容及其与《有机化学》、《化工原理》、《高分子化学》、《高分子物理》先修课程的衔接，形成结构合理、功能互补、相对稳定的课程体系。在相关的这五门课程中做到了专业内容的连贯性和统一性，同时又在有限的教学时数内系统地将专业内容传授给学生。这对学生在生产工艺优化、生产成本控制、环境安全保障意识以及创新能力方面的培养具有深远意义。

另外，在授课过程中，教师并没有将教材的内容全部灌输给学生，对于先修课程中学过的聚合物合成机理等内容只做回顾，而重点突出常见聚合物的工业生产流程。同时，任课教师通过资料查阅、工厂调研等途径补充、完善了相关的教学内容，使其符合实际生产应用的需要。如：在“第九章的热固性通用塑料-酚醛树脂”小节中，书中只谈到酸法和碱法酚醛树脂的一般生产工艺过程。而随着高分子科技的快速发展，酚醛树脂的年产量也在逐年增大，生产方法和设备也在不断更新，教师通过文献、专利以及现场调研，结合传统生产方式，理论联系实际，为学生展示了目前最新的酚醛树脂工业生产流程和方法，将生产实例穿插其中，利于学生掌握酚醛树脂的工业生产，同时也提高了学生的学习兴趣。

当然，通过课程内容的完善、实现与先修课程内容的无缝衔接是设计面较广的系统工程，不可能一劳永逸。我们要在教学实践过程中继续勇于探索，不断总结经验，在实际教学中日益完善、充实课程内容，才能促进本课程教学质量的进一步提高[2]。

2.2 改革教学方法，丰富教学手段

采用小班授课的方式，至少有两位老师授课，采用同一套教材、教案、课件，进度也相同，小班授课有利于教师开展因材施教的方针，给予不同学生不同的机会，锻炼其各方面学习能力，培养高素质的创新型人才。

为了调动学生的学习主动性，在教学方法上采用了讲授与讨论相结合、组织学生自主教学活动、课堂辩论等方式，激发学生发散思维，让学生参与到部分章节课件的制作和教案的编写过程中，并结合课程内容来独立分析和解决问题。如在“第3章 聚合物合成设备”的部分章节中，将学生分成四个小组，利用两节课的时间分别进行了有关“为不同的聚合体系设计和选择一款合适的搅拌器”和“为不同的聚合体系设计其分离、回收和后处理方案”主题的分组讨论课。如在“第9章 通用塑料”的章节中，在教师讲解了“高压法生产低密度聚乙烯”、“中压法和低压法生产线型低密度聚乙烯”等的基础上，引导学生开展了自主教学活动，要求各小组都提前准备，并在课堂上邀请小组代表主讲“聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和ABS树脂的生产工艺”， 限时30分钟，之后老师再进行补充和纠正。以促进学生开展自学活动，学会如何利用相关信息资源，掌握解决相关工业应用的方法。采用课内自主教学活动与大家分享所掌握的信息，在扩展了学生知识面的同时，也起到了督促学生自学能力的培养、考核学生课外学习状况的目的。

2.3 引入学科前沿，科研促进教学

在学生掌握基本概念和基本理论的基础上，结合本专业教师的科研课题，综合所学内容对一些课题以专题讲座的形式进行介绍。如“第12章 生物基聚合物与生物降解聚合物”并不是本门课程的主要内容，但是目前学术界对于生物质材料和生物降解材料的研究颇热，我们结合本专业几位教师的科研课题“改性蛋白质基胶黏剂的制备及性能研究”、“聚乳酸改性及应用研究”、“天然高分子的改性研究、相变储能材料的研究与开发”等，利用两节课邀请相关老师开展科研讲座。不仅使学生感受到学有所用，激发其对专业的热爱，同时也使学生懂得只有掌握扎实的专业理论基础知识才能运用正确的方法解决科研和工程实际问题，从而有效的提高学生创新思维的养成。

2.4 借助实验实践平台，理论联系实际

新工科人才培养强调对学生工程实践能力的提升，故应将理论课程教学和工程实验实践相结合，借助实验实践教学平台开阔学生视野，拓展学习空间，锻炼学生能力[3]。本专业在执行《聚合物合成工程》教学任务的学期，第13周正好是认识实习，任课教师充分借助了该实践教学机会，与学生一起参加认识实习，在此过程中将《聚合物合成工程》课堂上的理论知识与工业技术、生产实践相结合，一方面巩固了学生的理论知识，另一方面也提升了学生实践能力和工程创新能力。

另外，在学院和教研室的支持和鼓励下，教师也积极参与校企合作项目，以提高自身的工程创新意识。同时要求学生积极参与老师项目，使学生切身感受到社会对新型工程人才的具体要求，加深对本专业和本门课程的热爱。

2.5 重视学生反馈，提高教学质量

目前，本校主要采用学生评教和同行评教(督导评教、普通教师听课评价)的教学评价方式来跟踪教师教学质量。通过学生和同行的教学评价，可以较好地认识教学环节中存在的不足之处，更好的促进教学，提高教学质量。主讲教师在讲授《聚合物合成工程》课程时，把教学效果和教学过程的管理有机结合起来，对比分析每一年评教数据，在严格教学管理的同时，充分调动教与学的积极性[5]。由于学生是知识的直接接受者，学生对于教学效果的反馈更加直观，所以本课改组还通过发放相关问卷调查等途径向学生了解学生课堂学的状况和教师教的情况，进一步改进教学方法，提高教学效果和教学质量。

2.6 优化考核方式，强化过程考核

课程考核对于本科生的课程学习起着非常重要的作用，是学生对课程学习效果的重要体现，也是教师从考核结果中总结自身教学问题的重要途径。但是，传统的靠作业、考勤和期末考试的考核方式在一定程度上约束了学生的创新思维，挫伤了其学习积极性。因此，我们对原有的课程考核方式进行了适当改革，以期能够激发学生学习兴趣，培养其创新思维能力。

任课教师采用了多样化的课程考核方式，从不同角度对学生进行训练和检测，进而促进其综合能力的提高。在期末考试的命题中，多对学生的创新思维和实践设计能力进行了考核，命题多与实际生产相结合，且应用性题目占多数。在成绩评定上，将总成绩包括平时成绩和期末考试成绩两部分，将考勤、课堂讨论、自主教学表现、课堂发言、课堂测试、作业质量等环节全部量化纳入平时成绩中，并将平时成绩占比提高到40%(之前平时成绩占比20%)，强化了课程学习的过程考核，提高了学生的学习热情。故通过对考核方式的适当改革，加强了学生对理论知识的实际应用能力，培养了学生创新思维[4]。

3 结语

应用型本科院校高分子材料与工程专业必须以适应企业需要的现代工程为大前提，坚持“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”的基本方针，积极探索专业核心课程的课程教学改革，通过对《聚合物合成工程》课程改革实践，期望对培养学生的实践能力、设计能力、自学能力和创新思维，拓宽学生的知识视野，培养学生应用所学理论知识解决生产实际问题的能力，对培养适应新形势发展的材料行业生产一线的工程应用型本科人才能起到积极的推动作用。